Балансировочный клапан: устройство, виды, правила выбора, стоимость, этапы установки

Балансировочный клапан: классификация, типы, правила монтажа

Люди старшего поколения наверняка помнят такое стихийное бедствие, как визит слесаря-сантехника. И стоило пожаловаться ему на низкое давление в системе, как он «по секрету» сообщал, что за небольшую дополнительную плату может убрать дроссельную шайбу. Действительно, эффект от этой операции был заметен незамедлительно. Но через неделю слесаря вызывали соседи, затем соседи сверху, а через пару месяцев весь эффект уже сводился к нулю. Этот пример может служить иллюстрацией того, как важна точно и правильно рассчитанная балансировка давлений и потоков в трубопроводных системах многоквартирных и многоэтажных домов, коттеджных и дачных поселков.

Но такая балансировка имеет немалое значение и в системах водоснабжения отдельных частных домов и коттеджей, создавая условия для совместного функционирования холодного и горячего водоснабжения, системы отопления и кондиционирования, системы полива, бани, бассейна и т. п. А на смену регулировке с помощью дроссельных шайб, требовавшей остановки водоснабжения и разборки трубопровода, пришли современные устройства — ручные и автоматические балансировочные клапаны.

Описание балансировочного клапана

балансировочный клапан

Даже качественно рассчитанная и смонтированная система водопровода или отопления требует первоначальной настройки, а в процессе дальнейшей эксплуатации — периодической регулировки равномерного распределения давлений и температур. Для этого служит регулирующая арматура: редукторы давления, перепускные и балансировочные клапаны. И если внешне они мало чем отличаются друг от друга и от обычного запорного вентиля, у каждого из них свое предназначение. Редукторы служат для ограничения верхнего порога давления в системе, перепускные клапаны регулируют поток протекающей жидкости по участкам трубопровода путем его перераспределения. Балансировочные клапаны служат для настройки баланса давлений и температур на разветвленных участках трубопровода.

В простейшем случае роль балансировочного клапана может выполнять обычный вентиль. Отличие лишь в том, что балансировочные клапаны, выпускающиеся на узкие интервалы значений, могут выполнять тонкую, «растянутую», регулировку именно в том диапазоне, на который рассчитан этот участок трубопровода. Кроме того, они снабжены измерительными отводами, позволяющими, используя специальные приборы, произвести проверку и точную установку значений на всех участках трубопровода.

Особую роль играет применение балансировочных клапанов в системах отопления, позволяя точно настроить распределение тепла, отдаваемого теплоносителем во всех контурах трубопроводной системы.

Классификация балансировочных клапанов

При выборе балансировочного клапана следует учитывать расчетные параметры трубопроводной системы в точке установки:

• номинальное и максимальное давление рабочего среды,
• разность давлений в подающем и обратном контуре,
• номинальная и максимальная скорость потока и расход рабочей жидкости,
• температуру носителя.

Эти параметры в значительной степени различаются в зависимости от области применения на:

• промышленных объектах,
• участках магистральных трубопроводов,
• объектах жилищно-коммунального хозяйства,
• объектах индивидуального строительства.

По типу трубопроводной системы балансировочные клапаны применяются для систем:

• холодного водоснабжения,
• горячего водоснабжения,
• отопления,
• охлаждения,
• кондиционирования.

Также они различаются по типу теплоносителя в системах охлаждения и отопления:

Балансировочные клапаны могут устанавливаться в прямом, обратном и обводящем контуре трубопроводной системы.

По типу установки значений они разделяются на регулируемые и фиксированные.

Типы балансировочных клапанов

балансировочный клапан с ручной регулировкой

Самый простой тип приборов — балансировочные клапаны с ручной регулировкой. С их помощью можно настроить отдельные участки трубопровода и всей системы в целом, измеряя давление и расход рабочей среды в контрольных точках. Они позволяют отключать отдельные участки системы и освобождать их от рабочего носителя. При главном их достоинстве — невысокой цене обладают и рядом недостатков. Основной из них — баланс устанавливается для средних расчетных параметров постоянного потока рабочей среды. При значительных колебаниях потока, а это в частности происходит в водопроводных системах ЖКХ, балансировка может значительно нарушаться.

Этого недостатка лишены автоматические балансировочные клапаны, которые устанавливаются в паре на входном и обратном контуре, частично выполняя роль перепускного клапана. При правильной регулировке во время первоначальной установки практически не требуют дальнейшего вмешательства, выполняя автоматическую регулировку.

Клапаны с регулировкой температуры рабочей среды применяются в системах отопления, охлаждения, кондиционирования, теплых полов и т. п. Кроме баланса давлений позволяют установить температурный баланс на отдельных участках трубопроводной системы.

Различные комбинированные системы для разнообразных типов рабочей среды, для стабилизации ее скорости, потока, автоматического перераспределения при пиковых нагрузках и т. п.

автоматический балансировочный клапан

Правила монтажа балансировочного клапана

Монтаж балансировочных клапанов производится в соответствии с общими правилами монтажа трубопроводных систем. Необходимо лишь обращать внимание на направление потока, указанное на корпусе прибора, защиту от попадания посторонних предметов или загрязнений внутрь корпуса. Для исключения турбулентностей в трубопроводе необходимо предусмотреть наличие прямых участков трубы до клапана — 5 диаметров, после него — 2 диаметра трубы. Для автоматических клапанов также нужно предусмотреть в контуре наличие заправочного штуцера, через который должна производиться первоначальная заправка контура при закрытом входном клапане.

Производители балансировочных клапанов

Наиболее известным производителем гидро – и теплоавтоматики и холодильной техники является датская компания DANFOSS, выпускающая на 2 млрд. евро продукции в год.

Также известны на рынке:

• финская компания Vexve,
• датская Broen,
• итальянская GIACOMINI,
• российская ADL.

Представляю Вашему вниманию небольшое видео, в котором хорошо описывается автоматический балансировочный клапан:

Правильный расчет, монтаж и регулировка трубопроводной системы, независимо от ее предназначения, позволят сэкономить в процессе эксплуатации немало денежных и материальных ресурсов, а также избежать непредвиденных ситуаций, аварий и т. п. Это работа, которую под силу выполнить только квалифицированным специалистам — гидро- и теплотехникам.

Расчёт и Подбор балансировочного клапана

Заполните ниже приведенную форму и в результате расчёта будет подобран список балансировочных клапанов соответствующих заданным исходным данным.

Устройство и конструкция

Расчёт и подбор

Установка и монтаж

Обслуживание и ремонт

Расчёт дроссельной шайбы

Методика paсчёта балансировочного клапана

С помощью ручных балансировочных клапанов в инженерных системах решают массу задач, например таких, как ограничение расхода, балансировка циркуляционных колец или просто дросселирование давления. Независимо от поставленной задачи, расчёт балансировочного клапана сводится определению его пропускной способности, при которой на заданном расходе будет дросселирован заданный избыток напора. Кроме соответствия по пропускной способности, подобранный балансировочный клапан должен быть проверен на возможность возникновения кавитации и шумообразование из-за высокой скорости течения воды через него.

Расчёт пропускной способности Балансировочного клапана

Зависимость потерь напора от расхода через балансировочный клапан называется пропускной способностью – Kvs.

Kvs – пропускная способность численно равная расходу в м³/ч, через полностью открытый балансировочный клапан, при котором потери напора на нём равны 1бар.

Kv – то же, при частичном открытии затвора клапана.

Зная, что при изменении расхода в «n» раз потери напора на клапане изменяются в «n» в квадрате раз не сложно определить требуемый Kv балансировочного клапана подставив в уравнение расчётный расход и избыток напора.

Некоторые производители рекомендуют выбирать балансировочный клапан с ближайшим большим значением Kvs от полученного значения Kv. Такой подход выбора позволяет с большей точностью регулировать расходы ниже заданного при расчёте, но не даёт возможности увеличить расход выше заданного значения, которое довольно часто приходится превышать. Мы не критикуем вышеописанный метод, но рекомендуем подбирать балансировочный клапан таким образом, чтобы требуемое значение пропускной способности находилось в диапазоне от 50 до 70% хода штока. Балансировочный клапан, рассчитанный таким образом, сможет с достаточной точностью как уменьшить расход относительно заданного, так и несколько увеличить его.

Выше приведенный алгоритм расчёта выводит список балансировочных клапанов, для которых требуемое значение Kv попадает в диапазон хода штока от 50 до 70%.

В результатах подбора приведен процент открытия затвора балансировочного клапана, при котором дросселируется заданный избыток напора на заданном расходе. Приведенные значения действительны, только для клапанов с линейной расходной характеристикой. Степень открытия клапанов иной характеристикой будет другая.

Расчёт балансировочного клапана на возможность возникновения кавитации

Кавитация – образование пузырьков пара в потоке воды проявляющееся при снижении давления в нём ниже давления насыщения водяного пара. Уравнением Бернулли описан эффект увеличения скорости потока и снижения давления в нём, возникающий при сужении проходного сечения. Проходное сечение между затвором и седлом балансировочного клапана является тем самым сужением, давление в котором может опуститься до давления насыщения, и местом наиболее вероятного образования кавитации. Пузырьки пара нестабильны, они резко появляются и также резко схлопываются, это приводит к выеданию частиц метала из затвора клапана, что неизбежно станет причиной его преждевременного износа. Кроме износа кавитация приводит к повышению шума при работе клапана.

Основные факторы, влияющие на возникновение кавитации:

• Температура воды – чем она выше, тем большие вероятность возникновения кавитации.
• Давление воды – перед балансировочным клапаном, чем оно выше, тем меньше вероятность возникновения кавитации.
• Дросселируемое давление – чем оно выше, тем выше вероятность возникновения кавитации.
• Кавитационная характеристика балансировочного клапана – определяется особенностями дросселирующего элемента клапана. Коэффициент кавитации различен для различных типов балансировочных клапанов и должен указываться в их технических характеристиках, но так, как большинство производителей не указывают данную величину, в алгоритм расчёта заложен диапазон наиболее вероятных коэффициентов кавитации.

В результате проверки на кавитацию может быть выдан следующий результат:

• «Нет» – кавитации точно не будет.
• «Возможна» – на клапанах некоторых конструкций возникновение кавитации возможно, рекомендуется изменить один из вышеописанных факторов влияния.
• «Есть» – кавитация точно будет, измените один из факторов влияющих на возникновение кавитации.

Расчёт балансировочного клапана на возникновение шума

Высокая скорость потока во входном патрубке балансировочного клапана может стать причиной высокого уровня шума. Для большинства помещений в которых устанавливаются балансировочные клапаны допустимый уровень шума составляет 35-40 dB(A) который соответствует скорости во входном патрубке клапана примерно 3м/c. Поэтому, при подборе балансировочного клапана рекомендуется не превышать выше указанной скорости.

Принцип действия и варианты настройки балансировочного клапана

Отопительная система нуждается в периодической регулировке. Теплоноситель должен равномерно распределяться по ней, а значит, требуется наличие специального оборудования, которое будет помогать производить регулировку правильно. Таким приспособлением часто выступает балансировочный клапан.

Назначение балансировочного клапана

Путем гидравлической балансировки теплоноситель распространяется по всем без исключения участкам схемы отопления.

Простые варианты систем подразумевают регулировку расхода теплоносителя путем подбора оптимального диаметра труб по периметру.

Также применяются специальные шайбы, проход в которых рассчитан на бесперебойное протекание воды, и равномерный нагрев элементов.

Каждый из этих вариантов использовался в отопительным схемам старого образца. Новый метод – монтаж балансировочного клапана, который представляет собой обычный вентиль, регулирующий количество подачи теплоносителя.

Особенность конструкции

Качественная деталь включает в себя надежные комплектующие элементы:

• Прочный корпус из латуни, который имеет патрубки с резьбой для подсоединения труб. Внутри изделия расположено седло в виде специального вертикального канала.
• Регулировочный шпиндель. Рабочая часть представлена конусом, который вкручивается в седло. В результате задействования шпинделя поток теплоносителя перекрывается.
• Резиновые уплотнительные кольца.
• Колпачок, выполненный, как правило, из пластика. Встречаются также металлические варианты.

Отличительной особенностью приспособления является наличие двух специальных штуцеров.

Они отвечают за следующие функции:

1. Определяют за давление внутри системы как до, так и после клапана.
2. Подсоединяют трубку капиллярного типа.

Каждый из штуцеров измеряет давление, и если обнаруживается перепад значений на регулирующем механизме, вычисляют расход воды.

Принцип действия

Балансировочные клапаны предназначены для того, чтобы с их помощью добиться максимальной отдачи всех нагревательных элементов системы, а также в любой момент произвести ее регулировку.

Принцип работы устройства заключается в том, что клапан изменяет проходное сечение с помощью работы деталей.

Когда рукоятку, рассчитанную для регулировки, прокручивают в любую из сторон, крутящий момент передается на гайку и шпиндель. Откручивание заставляет последний элемент подниматься из нижнего положения в верхнее. Находясь внизу, он плотно перекрывает поток, не пропуская теплоноситель по трубам.

Таким образом, когда кран откручивают, золотник пропускает определенное количество энергоносителя, увеличивая проход, когда закручивают, проход сужается, что уменьшает или полностью перекрывает поток. Поворот шпинделя изменяет пропускную способность устройства.

Любая регулировка проходного сечения влечет за собой изменение сопротивления клапана потоку воды или любого другого теплоносителя.

Вода, так же, как и любой другой энергоноситель, всегда идет путем наименьшего сопротивления. В результате дальние отопительные контуры нагреваются недостаточно. Балансировочный клапан создает искусственное сопротивление на пути воды, ускоряя ее подачу в дальние контуры. Таким образом, приспособление обеспечивает рассчитанный перепад давления.

При такой работе основная задача всей конструкции состоит в том, чтобы обеспечить максимальную герметичность. Для этого производители используют несколько вариантов уплотнительных колец:

• из фторопласта;
• из плотной резины;
• из металла.

Для точной настройки нужно изучить технические характеристики, в которых описана работа системы при определенных положениях затвора.

Виды клапанов

Клапаны разделяются на два типа:

Ручной балансировочный клапан

Преимущества ручного типа:

• Отлично функционирует при стабильном давлении.
• Подходит для домов и квартир с небольшим количеством радиаторов.
• Помогает производить ремонтные работы, не отключая всю систему отопления.

Обратите внимание! Ручной тип клапана для балансировки будет работать эффективно только в том случае, если число радиаторов в помещении не превышает 5 единиц.

Автоматический клапан

Большее количество батарей будет способствовать неправильному функционированию клапанов. Когда термостат на первом радиаторе будет перекрыт, расход воды на втором возрастет. В результате теплоноситель в одних батареях будет доходить до кипения, а в других, в лучшем случае, лишь слегка нагреется.

Выход из ситуации — установить автоматические клапаны.

Такие балансировочные механизмы устанавливаются на стояки или ветки, оснащенные большим количеством батарей.

По принципу своей работы балансировочный клапан данного образца немного отличается от механического.

Вентиль устанавливают в положение максимального расхода воды. При уменьшении потребления теплоносителя термостатом одного из радиаторов, давление будет возрастать. Именно в этот момент и вступает в действие капиллярная трубка. Она задействует автоматический клапан, который моментально анализирует перепад давления. Корректировка расхода происходит настолько быстро, что следующие термостаты даже не успевают перекрываться.

Результат – система постоянно сбалансирована.

Преимущества автоматического типа:

• Наличие капиллярной трубки обеспечивает мгновенное задействование регулировочного механизма.
• Удерживает стабильные показатели давления, несмотря на их колебания, вызванные работой термостатов.
• Такие клапаны применяются при большом количестве батарей по всему периметру.
• Возможно создание «независимых зон».

Обратите внимание! Вне зависимости от марки, каждый из производителей предлагает качественную продукцию. Поэтому строгих критериев по выбору изделия нет.

Как настроить баланс радиаторной сети

К каждому вентилю при покупке прилагается инструкция, в которой есть информация о том, как вычислить количество поворотов рукоятки.

С помощью приложенной схемы можно надолго отрегулировать расход энергоносителя, сэкономив на отоплении.

Согласно инструкции, нужно повернуть вентиль до определенного уровня.

Для регулировки клапана существует два способа.

Способ 1

У опытных специалистов существует простой и проверенный способ регулировки системы.

Они делят обороты вентиля на количество радиаторов, располагающихся по всему периметру помещения. Именно данный способ позволяет им безошибочно определять шаг корректировки расхода. Принцип заключается в закрытии всех кранов в обратном порядке – от последнего к первому радиатору.

Для более наглядного примера возьмем следующие характеристики системы.

Тупиковая система имеет 5 батарей, которые оснащаются клапанами ручного образца. Шпиндель в них регулируется на 4,5 оборота. Необходимо поделить 4,5 на 5 (количество радиаторов). В результате получается шаг в 0,9 оборота.

Это означает, что следующие клапаны должны открыться на следующее количество оборотов:

Способ 2

Есть еще один, весьма эффективный способ регулировки. Проводится он быстрее, и включает в себя возможность учета отдельных особенностей каждого из радиаторов. Но для проведения такой настройки потребуется специальный термометр контактного типа.

Весь процесс протекает в следующей последовательности:

1. Открыть все без исключения клапаны и дать системе набрать рабочую температуру в 80 градусов.
2. Измерить температуру всех батарей при помощи термометра.
3. Устранить разницу путем закрытия первых и средних кранов. Последние механизмы при этом регулировать не нужно. Как правило, первый вентиль проворачивается максимум на 1,5 оборота, а средние — на 2,5.
4. Не проводить никакие регулировки в течение 20 минут. После адаптации системы, снова провести замеры.

Основная задача данного метода, как и предыдущего — устранить разницу в температуре, с которой нагреваются все батареи в помещении.

Балансировочный клапан для системы отопления: виды, схемы установки, производители

В любой отопительной системе, состоящей из нескольких батарей радиаторов, температура их нагрева зависит от расстояния до нагревательного котла – чем ближе к нему, тем выше градус. Поэтому для ее эффективной работы и обеспечения различных требований к прогреву помещений в магистраль встраивают балансировочный клапан для системы отопления.

На строительном рынке представлен широкий ряд данной регулирующей арматуры, имеющей одинаковый принцип действия и некоторые различия в конструкции. Любому мастеру или хозяину, самостоятельно проводящему отопление в своем частном доме, полезно знать, для чего нужен балансировочный клапан, правила его монтажа и настройки для обеспечения эффективности, экономичности и функциональности отопительной магистрали.

Рис. 1 Тепловизионная съемка жилого дома с разбалансированным отоплением

Что такое балансировочный клапан

Для поддержания одинаковой температуры в батареях производят их регулировку за счет изменения водного потока – чем меньше теплоносителя проходит через радиатор, тем ниже его температура. Перекрывать поток можно любым шаровым краном, но в этом случае не получится установить и настроить одинаковую температуру в устройствах, если количество отопительных приборов более одного. Ее придется измерять температурными датчиками на поверхности батарей и вращением вентиля экспериментальным методом выставлять его нужное положение.

Повсеместно используемые для подстройки балансировочные вентили эффективно решают задачу поддержания баланса автоматически или путем несложных расчетов необходимой величины потока и соответствующих настроек в приборах. Конструктивно устройство частично перекрывает поток теплового носителя, уменьшая сечение труб аналогично любому запорному крану с той разницей, что необходимый объем подачи точно выставляется по шкалам настройки с помощью поворотной рукоятки механизма или автоматически.

Почему стоит использовать

Установка балансировочных кранов в систему отопления, помимо поддержания одинаковой температуры батарей, в индивидуальном доме приносит следующий эффект:

• Точная регулировка температуры теплоносителя позволяет устанавливать ее значение в зависимости от назначения помещений – в жилых комнатах она может быть выше, в подсобных, кладовых, мастерских, спортзалах, местах хранения продуктов с помощью балансиров можно установить ее меньший показатель. Данный фактор повышает комфортность проживания в доме.
• Изменение потока теплоносителя с помощью балансового вентильного регулятора в зависимости от назначения помещений приносит существенный экономический эффект, позволяя экономить на топливе.
• В зимнее время при отсутствии хозяев необходим постоянный обогрев жилища – с помощью клапанов балансировки можно добиться настройки системы отопления с минимальным расходом топлива и поддержанием постоянной температуры во всех помещениях. Данное преимущество также экономит финансовые средства хозяев.

Рис. 3 Ручные балансировочные клапаны для систем отопления и горячего водоснабжения (ГВС) в доме

Конструкция и принцип работы

Принцип работы балансировочной арматуры состоит в перекрытии потока жидкости выдвижным клапаном или штоком, вызывающем уменьшение сечения проходного канала. Устройства имеют разную конструкцию и технологию подключения, в отопительной системе они могут дополнительно:

1. Поддерживать перепад давлений на одном уровне.
2. Ограничивать расход теплоносителя.
3. Перекрывать трубопроводную магистраль.
4. Выполнять функции слива для рабочей жидкости.

Конструктивно балансировочные клапаны напоминают обычные вентили, их основными элементами являются:

1. Латунный корпус с двумя проходными патрубками с внутренним или наружным сечением резьбы, рассчитанным на подключение к линии со стандартными диаметрами труб. Подключение в трубопроводной магистрали при отсутствии резьбового штуцера с подвижной резьбовой гайкой (американки) производится через ее аналоги – дополнительные переходные муфты с разными накидными гайками.
2. Запорный механизм, перемещением которого регулируют степень перекрытия канала прохождения теплового носителя.

Рис. 4 Устройство ручного балансировочного вентиля Danfoss LENO MSV-B

1. Регулировочная рукоятка со шкалой и индикаторами настройки, позволяющая регулировать поток внутри прибора.
2. Современные модели оснащены дополнительными элементами в виде двух измерительных штуцеров, с помощью которых производят замеры объемов подачи (пропускную способность) на входе и выходе прибора.
3. Некоторые модели оборудованы запорным шаровым механизмом, позволяющим полностью перекрывать поток, или имеют функцию слива жидкости из водопровода.
4. Высокотехнологичные современные виды могут управляться автоматически, для этого вместо поворотной головки устанавливается сервопривод, который при подаче электроэнергии толкает запирающий механизм, при этом степень перекрытия канала зависит от величины поданного напряжения.

Рис. 5 Автоматические балансиры Данфос AB-QM – конструкция

Виды балансировочных клапанов

Балансировку в отопительных системах производят с помощью регулирующей арматуры двух видов:

• Ручной. Конструкция представляет собой корпус из цветных металлов (бронза, латунь), в которой помещен балансирующий элемент, степень выдвижения которого задается поворотом механической рукоятки.
• Автоматической. Автоматические приборы устанавливают на обратном трубопроводе совместно с вентилями партнерами, способными ограничивать расход среды за счет предустановки пропускной способности. При подключении они соединяются с партнерами через импульсную трубку, подключаемую к встроенному измерительному ниппелю. Если арматура устанавливается для подачи воды в прямую линию, ее рукоятка имеет красный цвет, при монтаже в обратную магистраль она делается синего цвета (модели Danfoss). К автоматическим видам относятся модели, управляемые сервоприводом, на который подается постоянное напряжение.

Рис. 6 Как работает клапан в системе отопления

Где полагается ставить клапан

Клапаны баланса всегда подключают в трубопровод обратной ветви – это позволяет обеспечить постоянное поступление воды в радиаторы отопления потребителя при использовании одной линии для отопления и обеспечения горячего водоснабжения. Если применяют балансировочные вентили у каждого радиатора, их ставят внизу на выходном штуцере батареи по диагонали с шаровым краном подачи воды, установленным вверху.

Балансировочный клапан для системы отопления

Существующие системы теплоснабжения условно делятся на два типа:

• Динамические. Имеют условно постоянные или переменные гидравлические характеристики, к ним относятся отопительные магистрали с двухходовыми регулирующими клапанами. Данные системы оснащаются автоматическими балансировочными регуляторами перепада.
• Статические. Обладают постоянными гидравлическими параметрами, включает в себя магистрали с трехходовыми вентилями регулировки или без них, система оснащается статической ручной балансировочной арматурой.

Рис. 7 Балансировочный вентиль в линии – схема установки автоматической арматуры

В частном доме

Клапан баланса в частном доме устанавливают на каждый радиатор, выходные патрубки каждого из них должны иметь накидные гайки или другой вид резьбового соединения. Применение автоматических систем не требует настройки – при использовании двухклапанной конструкции подача теплоносителя на радиаторы, установленные на большом расстоянии от котла, автоматически повышается.

Это происходит за счет передачи на исполнительные элементы воды через импульсную трубку под меньшим давлением, чем у первых от котла батарей. Применение другого вида комбинированных вентилей также не требует расчета теплоотдачи с помощью специальных таблиц и измерений, приборы имеют встроенные регулирующие элементы, перемещение которых происходит при помощи электропривода.

Если используется ручной балансир, то необходима его настройка с использованием измерительного оборудования.

Рис. 8 Автоматический балансировочный кран в системе отопления – схема подключения

Для определения объема подачи воды на каждый радиатор и соответственно балансировки, используют электронный контактный термометр, при помощи которого измеряют температуру всех отопительных радиаторов. Средний объем подачи на каждый нагреватель определяют, разделив общее значение на количество нагревательных элементов. Наибольший поток горячей воды должен поступать на самый дальний радиатор, меньшее количество – на ближайший к котлу элемент. При проведении регулировочных работ ручным механическим прибором поступают следующим образом:

• Открывают все регулировочные краны до упора и подключают воду, максимальная температура поверхности радиаторов при этом составляет 70 – 80 градусов.
• Контактным термометром замеряют температуру всех батарей и записывают показания.
• Так как на самые дальние элементы должно подаваться максимальное количество теплоносителя, они не подвергаются дальнейшему регулированию. Каждый вентиль имеет различное число оборотов и свои индивидуальные настройки, поэтому проще всего рассчитать необходимое количество оборотов, используя простейшие школьные правила исходя из линейной зависимости радиаторной температуры от объема проходящего теплового носителя.

Рис. 9 Балансировочная арматура – примеры монтажа

• К примеру если рабочая температура первого от котла радиатора составляет +80 С., а последнего +70 С. при одинаковых объемах подачи в 0,5 м.куб./ч., на первом нагревателе данный показатель уменьшают на соотношение 80 к 70 , расход пойдет меньше, и полученный объем будет составлять 0,435 м.куб/ч. Если все вентили выставить не на максимальный поток, а установить средний показатель, то за ориентир можно брать нагреватели, расположенные в середине линии и аналогичным образом уменьшать пропускную способность ближе к котлу и увеличивать ее в самых дальних точках.

В многоэтажном доме или строении

Установка клапанов в многоэтажном доме производится в обратную линию каждого стояка, при большой удаленности электронасоса давление должно быть в каждом из них приблизительно одинаковым – в этом случае расход по каждому стояку считают равным.

Для настройки в многоквартирном доме с большим числом стояков использует данные объема подачи воды электронасосом, который делят на количество стояков. Полученное значение в метрах кубических в час (для клапана Danfoss LENO MSV-B) устанавливают на цифровой шкале устройства вращением рукоятки.

Монтаж клапанов

При установке клапана необходимо размещать его по стрелке на корпусе, которая указывает направление перемещения жидкости, для борьбы с турбулентностью, влияющей на точность настроек. Выбирают прямые участки трубопровода с длиной 5 диаметров прибора да его точки расположения и два диаметра после клапана. Оборудование устанавливаются в обратную ветвь системы, для проведения работ достаточно сантехнического разводного ключа, монтаж проводят в следующей последовательности:

• Перед установкой обязательно производят промывку и прочистку трубопроводной системы для избавления от возможной металлической стружки и других посторонних предметов.
• Многие приборы имеют съемную головку, для удобства установки в трубах ее следует снять в соответствии с инструкцией.
• Для монтажа можно использовать льняное волокно с соответствующей смазкой, которое наматывается на конец трубы и выходной штуцер батареи.
• Регулирующий кран накручивают на трубу одним концом, второй присоединяют к радиатору специальными шайбами (переходная муфта американка), которая помещается на выходном радиаторном штуцере или вкручивается в кран, играя роль соединительной муфты.

Рис. 10 Установка балансировочных клапанов

Настройка клапанов баланса

Для балансировки отопления в частном доме выбирают ручные устройства нужного диаметра, производя их подбор и настройку с помощью соответствующей диаграммы, прилагаемой в паспорте. Исходными данными для работы с графиком являются объем подачи, выраженный в метрах кубических в час или литрах в секунду, и перепад давлений, измеряемый в барах, атмосферах или Паскалях.

К примеру, при определении положения индикатора настройки модификации MSV-F2 с условным проходом Ду равным 65 мм. при интенсивности потока 16 м. куб./ч. и перепадам давлений в 5 кПа. (рис.11) на графике соединяют точки на соответствующих шкалах расхода и напора и продлевают линию до пересечения условной шкалой коэффициента Ку.

От точки на шкале Ку проводит горизонтальную линию для диаметра Д, равного 65 мм., находят настройку с цифрой 7, которую устанавливают на шкале рукоятки.

Также для выбранного диаметра прибора его регулировку производят при помощи таблицы (рис. 12), по которой определяют количество оборотов шпинделя, соответствующее определенному потоку.

Рис. 11 Определение положения шкалы клапана при известном давлении и определенной подаче воды

Рис. 12 Пример таблицы для ручной настройки

Производители балансировочных вентилей

На строительном рынке широко представлены модели зарубежных и отечественных производителей, некоторые компания является ведущими поставщиками энергосберегающего оборудования.

Danfoss – датская компания, основанная в городе Норборг в 1933 году, является одним из ведущих мировых производителей и поставщиков энергосберегающих систем. Концерн производит холодильную технику, силовую электронику, теплонасосы, тепловую и промышленную автоматику, кабельные системы обогрева (теплые полы). Линейка продукции представлена запорными, автоматическими и ручными вентилями баланса серии ASV и MSV, комбинированными моделями АВ-QM, AB-PM.

Broen – датская компания, основанная в 1948 году шведским инженером Поль Броеном, на российском рынке появилась в 1996 году. В Коломенском районе с 2010 года работает завод компании. Концерн занимается производством широкого ряда трубопроводной арматуры, к которой относятся: шаровые, вентильные запорные краны, затворы обратные и балансировочные (Broen Ballorex), предохранительные клапаны, чугунные фильтры. Линейка арматуры для балансировки представлена сериями Broen: Venturi Fodrv, DRV, Dynamic, Venturi DRV.

Рис. 13 Арматура для балансировки от Danfoss и Broen

Giacomini – итальянский поставщик трубопроводной арматуры. Концерн основан в 1951 году, имеет товарооборот 170 млн. евро в год , 3 завода в Италии и 18 филиалов во всем мире, на которых работают около 1000 сотрудников. Концерн производит регулирующую и запорную арматуру для радиаторов, термостаты, коллекторы для отопления и водоснабжения, трубы и фитинги для аппаратуры учета энергии, солнечные панели. Вентили баланса представлены модификациями R206 A, R206 B.

АДЛ – российский производитель инженерного оборудования для жилищно-коммунального сектора и различных отраслей промышленности. Компания основана в 1994 году, а с 2002 года у нее появился первый завод в поселке Радужный Коломенского района Московской области.

Компания производит широкий ряд сантехнического оборудования: регулирующие обратные клапаны, насосные установки, задвижки, вентили и шаровые краны, циркуляционные и пароконденсаторные насосы, тепловые пункты, сепараторы. Линейка балансировочных клапанных устройств названа Гранбаланс и состоит из моделей серии DN.

Рис.14 Автоматический балансировочный клапан Giacomini и АДЛ

Балансировочный клапан для системы отопления является важнейшим устройствами для поддержания постоянной температуры в стояках или радиаторах отопления. Их применение в быту не совсем оправдано. Стоимость одного прибора от известного производителя достигает 100 у.е., отечественные устройства также не отличается дешевизной. Устройства рациональнее использовать для поддержки температуры в стояках многоквартирных домов с большим числом радиаторов.

Назначение и особенности балансировочного клапана

Эффективную работу отопительной системы во многом определяет ее сбалансированность. Она позволяет предотвратить вероятность возникновения ситуаций, когда в один радиатор подается избыточный объем теплоносителя, в то время как в другой его подается недостаточное количество. Для этого в состав отопительной системы должны входить балансировочные клапаны Danfoss, принцип работы которых позволяет произвести гидравлическую балансировку (увязку) потоков теплоносителя по различным элементам отопительной системы или же стабилизировать в них циркуляционные давления или температуры.

При необходимости можно производить установку трубопроводной дросселирующей арматуры других производителей, которая исключит нестабильность работы системы отопления, сложный запуск системы, неравномерное распределение теплоносителя и связанный с этим неравномерный прогрев помещений.

Какие клапана бывают?

Балансировочные клапана принято разделять на:

• автоматические (динамические), которые способны поддерживать постоянным перепад давления в стояках двухтрубной или расход в стояках однотрубной системы отопления;
• ручные (статические), которые могут использоваться как регулировочная диафрагма, в тех системах, где нет автоматического регулирующего устройства или же установленный регулятор не позволяет ограничивать предельное значение расхода. Они относятся к устройствам вентильного типа.

Клапан балансировочный из латуни

Следует отметить, что все современные системы отопления, в которых используются радиаторные терморегуляторы, являются динамическими системами. В результате функционирования, радиаторный терморегулятор, постоянно реагирует на малейшие изменения температуры воздуха в помещении, меняя тем самым расход теплоносителя, что приводит систему отопления в постоянно меняющийся (динамический) режим работы. Данный режим работы обуславливает необходимость применения автоматических (динамических) балансировочных клапанов.
Также клапана принято классифицировать в зависимости от:

• используемой рабочей среды: воды, гликолевого раствора, пара;
• параметров рабочей среды: давления, расхода, температуры;
• места установки: подающий или обратный трубопровод, байпас;
• типа здания (одноквартирного или общественного);
• рабочей функции, предусматривающей регулировку давления, температуры, расход рабочей среды. Возможна также их комбинация;
• типу присоединения, которое может быть резьбовым или фланцевым.

Для изготовления клапанов могут использоваться различные материалы. Статические клапаны, как правило, изготавливаются из латуни (могут иметь фланцевое и резьбовое соединение) или чугуна (только фланцевое присоединение). При изготовлении динамических изделий может использоваться латунь, чугун или углеродистая сталь, позволяющая обеспечить требуемые технические характеристики.

Для удобства регулирования клапана могут комплектоваться:

• фиксатором настроенного положения;
• индикатором положения затвора и значением настройки;
• патрубком для дренажа участка, на котором монтируется клапан
• измерительной диафрагмой, позволяющей обеспечить высокоточное определение расхода;
• патрубками для измерения расхода теплоносителя, давления и перепада давления на клапане.

Принцип работы клапана

Основное отличие клапана балансировочного от запорного заключается в том, что он может работать, когда затвор находится в промежуточном положении. Стоит отметить, что конструктивное исполнение балансировочного клапана может быть различным. Существуют клапана, у которых шток располагается под углом относительно потока, а золотник изготавливается не только прямой, но и цилиндрической, конусной или радиальной формы. Рассмотрим принцип работы клапана, имеющего прямой шток и плоский золотник.

Клапан с прямым штоком

В процессе работы клапана происходит изменение проходного сечения между парой золотник — седло. За счет этого и достигается сбалансированность системы. Золотник располагается в плоскости, параллельной оси трубопровода. В то время как в плоскости, располагающейся перпендикулярно перпендикулярной оси трубопровода, располагается резьбовой шпиндель, с которым шарнирно соединен золотник. В корпусе клапана находится неподвижная резьбовая гайка, которая совместно со шпинделем образует ходовую пару.

За счет вращения настроечной рукоятки крутящий момент передается через шпиндель и связанную с ним неподвижную резьбовую гайку, в результате чего золотнику сообщается поступательное движение, в результате которого он перемещается из крайнего нижнего в крайнее верхнее положение. Находясь в крайнем нижнем положении, золотник плотно соединяется с седлом в корпусе клапана, тем самым герметично перекрывая поток.

В зависимости от вида используемого теплоносителя герметичное перекрытие потока обеспечивается использованием наличием уплотнения между затвором и седлом, создаваемого фторопластовыми или резиновыми кольцами или по типу метал-метал. В результате изменения проходного сечения меняется пропускная способность балансировочного клапана, под которой понимается значение, численно равное расходу, выраженному в м³/ч, через полностью открытый клапан, при котором потеря напора будет составлять 1бар. Зависимость пропускной способности от изменения положения затвора можно посмотреть в технических характеристиках клапана.

Клапана BALLOREX

Польская компания BROEN BALLOREX в своей серии Venturi занимается выпуском ручного балансировочного клапана, обладающего высокой точностью регулирования. Такой клапан представляет собой вентиль, выполняющий две функции:

• клапана с ручной регулировкой;
• запорного шарового крана.

Он позволяет производить балансировку и гидравлическое регулирование, ограничение расхода, открытие и закрытие потока рабочей среды в системе, а так же измерение температуры рабочей среды и расхода при помощи штатного расходомера. Его можно приобрести в различных исполнениях. Линейка данных клапанов выпускается с диаметром условного прохода от DN 15 до DN 200 и номинальным давлением PN 16 Вар и PN 25 Вар. Клапана с условным диаметром от DN 15 до DN 50 и давлением 16 Вар имеют фланцевое присоединение, а клапана с давлением PN 25 Вар имеют резьбовое соединение.

Клапан BROEN BALLOREX

Все балансировочные клапана и их элементы (корпус клапана, измерительная диафрагма, отсечной шар, регулировочный шток) с условным диаметром от DN 15 до DN 50 изготавливаются из хромированной латуни. А балансировочные клапана, имеющие условный диаметр от DN 65 до DN 200 изготавливаются из стали также с фланцевым или резьбовым соединением.

Клапана серии Venturi при одинаковом условном проходе выпускаются с различной пропускной способностью, зависящей от типа исполнения: high (H), standard (S) и low (L). Кроме того серия Venturi выпускается двух типов Venturi FODRV и Venturi DRV данные клапана имеют измерительные ниппели контроля расхода. Все клапана данной компании могут быть установлены в любом положении на любом участке трубопровода перед отводом или сразу за ним, перед сужением трубопровода или после.

Также данная польская компания предлагает автоматические балансировочные клапана в различных модификациях. Клапана Ballorex DP устанавливаются на обратном трубопроводе, обеспечивая на циркуляционном кольце необходимый перепад давления при любых нагрузках. Это делает возможным поэтапный запуск объект в эксплуатацию благодаря возможности зональной балансировки. Использование Ballorex DP позволяет устранить шумовые явления, которые вызываются избыточным давлением, создаваемым в других частях отопительной системы.

Клапана от датского производителя

Еще одним производителем является датская компания Данфос, поставляющая клапана всех типов, отличающихся высоким качеством исполнения. Ручные клапаны MSV-BD LENO™ относятся к клапанам нового поколения. Они позволяют решать задачи по гидравлической балансировке систем отопления. При этом они сочетают в себе функции, характерные для стандартного ручного клапана и шарового крана, обеспечивая тем самым быстрое и полное перекрытие потока. Большинство моделей позволяет снять данные на выходе и входе, однако у отдельных моделей ниппель предусмотрен только с одной стороны.

Автоматический клапан ASV-M

Автоматический ASV-M, цена которого позволяет говорить об оптимальном соотношении цены и качества, можно использовать как запорную арматуру и при необходимости присоединения импульсной трубки от ASV-P(V). ASV-I. Он позволяет ограничивать максимальный расход перемещаемого теплоносителя. Клапан комплектуется специальными заглушками под измерительные ниппели. Установив ниппели можно измерить расход теплоносителя, который протекает через конкретный участок системы.

Клапана серии ASV отличаются высоким качеством исполнения. Они позволяют поддерживать постоянную разность давлений между подающим и обратным трубопроводами. ASV-P, устанавливаемый на обратном трубопроводе, отличается фиксированной настройкой 10 кПа. В то время как ASV-PV имеет измеряемую настройку 5-25 кПа, а ASV-PV Plus – 20-40 кПа.

Как выполняется монтаж?

При выполнении монтажа очень важно обеспечить требуемое положение клапана. При этом стрелка на корпусе должна совпадать с направлением движения теплоносителя. Такое положение позволит обеспечить не только нужное расчетное сопротивление клапана, но и требуемый расход. При этом, стоит отметить, отдельные производители допускают возможность установки клапана не только по направлению, но и против потока. Шток, при этом, у большинства моделей, может занимать различное пространственное положение.

В процессе монтажа стоит защитить рабочие органы арматуры от попадания различных механических загрязнений. Для этого перед клапаном надо установить грязевик или специальный фильтр. Чтобы устранить турбулентное движение жидкости необходимо предусмотреть перед и после клапана прямые участки достаточной длины. Данное требование в обязательном порядке указывается в документации к клапану.

Заполнять систему отопления, оснащенную балансировочным клапаном, необходимо особым образом. Для этого в системах, оснащенных динамическими клапанами, надо обязательно предусмотреть заправочные штуцеры, которые надо расположить в непосредственной близости от клапана на обратном трубопроводе. А клапана, смонтированные на подающем трубопроводе, необходимо предусмотрительно закрыть. Для настройки балансировочного клапана используется специальный расходомер или таблицы перепада давления и расхода. Однако в любом случае первоначальный расчет выполняется еще на стадии расчета отопительной системы.

Балансировочный клапан: устройство, виды, правила выбора, стоимость, этапы установки

Современные проекты отопительной системы изначально предусматривают комплектацию балансировочным клапаном. С помощью него равномерно распределяется теплоноситель по контуру, что обеспечивает одинаковый прогрев в разных комнатах.

Существующую систему также можно оборудовать трубопроводной арматурой, но ранее следует определить тип схемы разводки. Если установка планируется на однотрубную схему, то предпочтение отдаётся ручным балансировочным клапанам. Двухтрубную систему оснащают автоматическим устройством.

Посмотрите видео о балансировочных клапанах

— устройством автоматизации ввода.

В каких случаях требуется оснащение:

• если меняется конструкция контура;

• при обнаружении ошибки в расчётах проекта;

• в случае допущения ошибки при установке;

• при нарушениях правил эксплуатации.

Устройство балансировочного клапана

Конструкция балансировочного клапана состоит из следующих элементов:

— рукоятка для регулировки;

Принцип работы клапана заключается в воздействии на сечение, проходящее через золотник и седло. Балансировка сопротивления осуществляется смещением рукоятки, вследствие чего золотнику подаются скачкообразные движения другими элементами устройства: резьбовой гайкой и шпинделем. В самом нижнем положении золотника поток теплоносителя перекрывается. Небольшие движения рукоятки в обратную сторону регулируют давление в контуре. Работа клапана чем-то напоминает принцип действия водопроводного краника, но изменения выполняются аккуратней и точнее.

Классификация видов балансировочного клапана

1. Ручная арматура применяется в основном для частного сектора, где предусмотрена однотрубная схема отопления. Среди преимущественных качеств:

— осуществление регулировки по всему контуру или на отдельной зоне;

— оказывает воздействие на давление;

— снижает расход теплоносителя;

— при ремонте не нужно отключать всю систему, достаточно перекрыть отдельную зону;

К недостаткам относятся ограничения в настройке средними параметрами.

2. Автоматический клапан устанавливается на двухтрубную систему, имеет более параметры настройки. Достаточно правильно настроить устройство при монтаже, и далее регулировка будет осуществляться в автоматическом режиме. Недостатком является невозможность использования в системах с динамическим режимом.

Правила выбора

Для того чтобы настройка движения теплоносителя осуществлялась более точно, следует правильно выбирать модель балансировочной арматуры. В первую очередь нужно учитывать диаметр трубопровода. Полагаться только на этот показатель нельзя, поэтому привлечение специалиста для произведения расчётов является необходимостью. Он определит общую мощность отопительных приборов, учтёт коэффициент потерь давления в зонах разветвлений схемы, разницу температур в подающей трубе и обратке. На основании этих данных выполнит расчёт.

Не менее важной может оказаться информация в сопроводительных документах балансировочного клапана. Если существуют какие-то особенности, нужно предусмотреть возможность их выполнения. Чтобы модернизация системы отопления с длинной конструкцией контура оказалась эффективной, следует оснастить её циркуляционным насосом.

Стоимость балансировочного клапана

Цены балансировочного клапана могут иметь существенный разбег (6 000-86 000 рублей). Связано это с факторами, влияющими на ценообразование:

— степень сложности технического устройства;

• Danfoss MSV-BD – 21123 р.

• Vexve 143 015 – 6899 р.

• Broen статический – 86639 р.

Этапы установки балансировочного клапана

• Контрольный осмотр трубопровода с целью выявления изъянов. Если трубы и узлы в надлежащем состоянии, можно начать монтаж. Система отключается и освобождается от воды.

• Проверка маркировки и целостности балансировочной арматуры. Извлечение заглушек.

• Определение места установки (5 параметров диаметра трубы до устройства и 2 после него).

• Нарезка резьбы на трубе (длина составляет не менее 7 витков, с бочонком – до 20 витков). Выполняется с помощью плашки.

• Установка арматуры:

— намотать на резьбу патрубка паклю и вмонтировать в балансировочный клапан;

— со стороны длинной резьбы зафиксировать гайку и бочонок;

— другой край патрубка уплотнить паклей и вкрутить в контур;

— проверить все соединения на надёжность.

Перед клапаном рекомендуется установить сетчатый фильтр. Частички загрязнений могут нарушить работу устройства.

При оснащении автоматической моделью следует предусмотреть монтаж дополнительного штуцера. При закрытом балансировочном клапане он обеспечит заполнение трубопровода теплоносителем.